Mechanism of field-like torque in spin-orbit torque switching of perpendicular magnetic tunnel junction

The current-induced spin-orbit torque(SOT) is one of the most promising ways for high speed and low power spintronics devices. However, the mechanism of SOT driven magnetization reversal, especially the role of the field-like torque(FLT), is still unclear. Here, we report the observed promotion and suppression of switching by FLT, which depends on the relative direction of FLT and spin polarization. Our results reveal that the FLT could modulate the switching speed and power consumption by affecting the work done by the damping-like torque, and leads two different reversal dynamical paths during the switching.Furthermore, the origin of incubation time in SOT induced switching is clarified simultaneously.

PEMFC船形堵块阴极流场的性能

建立流体体积(VOF)两相流模型,研究船形堵块流道的排水性能。建立不同开孔率的船形堵块流道三维模型,研究船形堵块及开孔率对质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能的影响。船形堵块流道峰值净功率密度相较于传统直流道可提升9.4%,相较于同堵塞率下的梯形堵块流道可提高2.9%,具有较好的强化传质作用。通过提高船形堵块流道的开孔率,PEMFC可以获得更好的性能。在相同开孔率下,船形堵块流道的氧气摩尔浓度较直流道和梯形堵块流道分别提高28.6%和14.0%。结果表明,相较于传统直流道,船形堵块流道可降低排水周期和流道内平均水含量,具有更好的排水性能。

磁场辅助激光生长类金刚石膜的微结构及光学性能

在脉冲激光沉积技术中引入非均匀磁场,探索磁场约束激光等离子体条件下生长类金刚石膜的特性,为进一步提高类金刚石膜中sp~3键含量、增强微结构调控提供理论和实验基础.计算了磁场的磁感应强度及其磁力线分布,仿真了碳离子在磁场约束下的飞行轨迹,显示出磁场限制了碳离子的自由膨胀,使其螺旋前进并向永磁体中心区域聚集.膜层表面干涉和椭偏测量的拟合参数显示,磁场的磁感应强度越高,激光生长类金刚石膜的厚度及光学性能越不均匀.拉曼光谱及其拟合结果显示,磁场有利于提高碳网络结构的局部压力、提高膜层中的sp~3键含量.

复合绝缘子酥朽断裂事故的分布规律研究

论文在调研了2010—2020年国网范围内发生的复合绝缘子酥朽断裂事故的基础上,总结了复合绝缘子酥朽断裂事故在中国的地域分布特征,研究了自然环境因素以及运行条件与酥朽断裂事故的关联关系。复合绝缘子酥朽断裂事故集中分布在中国东部沿海及南方地区。根据统计,90%左右的事故绝缘子都位于年降水量在500 mm以上的地区,事故发生前处于相对湿度60%以上的环境中。酥断事故在任何环境温度下均有发生的可能,但仍集中分布在20℃以上的环境温度下。除了环境温度、湿度,酥朽断裂事故的分布与地形、海拔、风力等其他自然因素并无明显的相关性。与酥朽断裂相关性较大的运行条件是电压等级和串型。通过电场计算,高压侧局部场强过大是造成酥朽断裂事故集中分布在500 kV电压等级线路绝缘子的重要原因,但不是V串500 kV复合绝缘子酥朽断裂事故多发的原因。

双下肢多发骨梗死MRI类CT及能谱CT钙抑制成像应用一例

骨梗死临床发病率较低,多发生于长骨干骺端及骨干,骨梗死影像新技术报道也较为罕见。本文报道1例双下肢多发骨梗死MRI基于受限回波间距的快速梯度回波类CT成像及能谱CT钙抑制技术的影像表现,为临床提供诊断经验。

近场脉冲型地震动横向激励下附加SCEB双柱式桥墩结构易损性分析

为了研究桥墩结构的震后功能可恢复性,针对附加自复位耗能支撑(self-centering energy dissipation braces,SCEB)双柱式桥墩结构进行基于增量动力分析方法的地震易损性分析,采用最大侧移率和残余侧移率作为性能指标,系统探讨其在近场脉冲型地震动作用下的失效概率.为了对比分析,同时选取60条远场无脉冲型地震动记录对附加SCEB桥墩结构进行了易损性分析.结果表明:在小震作用下,SCEB仅为桥墩结构提供刚度和承载力,在大震作用下还可提供耗能能力,同时可以提供良好的自复位能力;附加SCEB可有效降低桥墩结构在近场脉冲型地震动作用下的失效概率(最大侧移率和残余侧移率),特别是残余侧移率;附加SCEB桥墩结构在近场脉冲型地震动作用下的失效概率大于远场无脉冲型地震动作用下的失效概率.自复位耗能支撑可有效减小桥墩结构的失效概率,提高桥墩结构的抗震性能.

基于FPGA的类脑神经元仿生电路设计与实现

随着现代社会进入信息化与智能化时代,神经形态计算以高度的并行、极低的功耗和存算一体的特征受到了广泛的关注。本文着眼于未来神经形态器件和类脑智能的发展需求,对建立全数字电路的类脑计算硬件系统展开研究,以脉冲神经网络H-H(Hodgkin-Huxley)神经元模型为研究对象,将DSP Builder平台与Quartus平台相结合,设计出H-H神经元模型的数字电路,并对其进行了性能测试。结果表明,基于现场可编程门阵列(FPGA)硬件设计的神经元数字电路其工作特性与理论仿真结果高度一致,具有良好的生物特性,为建立类脑计算硬件系统提供新思路。

类氢He^(+)在白矮星磁场范围赖曼系吸收谱的研究

采用发展的(Finite-basis-size)方法用(B-splines)基在典型的磁化白矮星强磁场中计算了类氢离子He^(+)的离散光谱。涉及到的磁场范围为2.35~2350 MG。计算共涉及9个磁化原子态,包含3种对称性0^(+)、0-和(-1)^(+),计算了8种电偶极跃迁的波长、振子强度和跃迁速率。此8种电偶极跃迁分别为10^(+)→ν0-(ν=1-4)和10^(+)→ν(-1)^(+)(ν=1-4)。计算结果显示此8种电偶极跃迁的波长均分布在紫外区域,当磁感应强度γ=0.2a.u时10^(+)→4(-1)^(+)跃迁属于弱跃迁。计算结果可作为天体物理的参考数据。

类场矩诱导的可调零场自旋转移力矩纳米振荡器

自旋转移力矩纳米振荡器是一种直流驱动的新型纳米微波振荡器,因其易集成、尺寸小、频率调制范围宽等优点,成为未来射频收发器的理想器件.但是,自旋转移力矩纳米振荡器的稳定自激振荡需要外加磁场的条件限制了其应用.基于宏自旋模型(又称单自旋或单畴模型),利用Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski方程,理论上研究了类场矩和电流强度对垂直磁化的自由层磁矩的零场稳定自激振荡特性的影响.研究结果表明,当类场矩参数与自旋转移力矩参数的比值为负值且其绝对值大于某一数值时,自旋转移力矩纳米振荡器可以实现零场自激振荡,其物理机制可以通过能量平衡方程解释,并且这一临界比值依赖于该系统的阻尼系数和电流强度.尤其是,自旋转移力矩纳米振荡器的稳定自激振荡频率可以通过类场矩参数与自旋转移力矩参数的比值和电流强度的大小来调节,并且其类场矩的绝对值越大,施加的电流强度越小(大于临界电流强度),则越有利于抑制二次和三次自激振荡频率的形成,从而提高自旋转移力矩纳米振荡器的“单频”性.上述结果提供了一种实现频率可调的零场自旋转移力矩纳米振荡器的理论方案.

基于二维B-splines方法研究强磁场中类氢离子He+的低能能级

采用改进的二维B-spline方法在柱坐标系下研究了强磁场下类氢离子He^(+)的结构和电子空间几率密度,计算包含三种对称性0^(+)、0^(-)和(^(-)1)^(+)共10个本征态1 0^(+)、2 0^(+)、ν 0^(-)(ν=1~4)和ν(-1)^(+)(ν=1~4)的能级,选定磁感应强度分别为0、0.001、0.003、0.005、0.007、0.010、0.030、0.050、0.070、0.100、0.200、0.300、0.500、0.700和1.000 a.u.。计算结果表明,类氢离子He^(+)的能级在强磁场中发生劈裂,简并度消除,得到了各个能级随磁感应强度变化规律,并且发现随着磁感应强度的增加能级高低会改变,甚至会发生能级翻转现象;定量地研究了类氢离子He^(+)的基态1 0^(+)和激发态3 0^(-)几率密度分布随磁感应强度的变化规律,并与氢原子进行比较。本研究部分计算结果与他人研究结果十分吻合,有助于进一步理解其他复杂原子的电子运动行为。

模拟失重不同时长对大鼠抑郁样行为的影响

目的本研究旨在观察不同持续时间的模拟失重对大鼠抑郁样行为和海马超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的影响,以探究其影响及可能的作用机制。方法采用后肢悬挂(HLS)尾吊法模拟大鼠失重状态。将大鼠分为对照组和不同模拟失重时间尾吊组(尾吊时长分别为1、2、3、4周)。采用旷场实验(OFT)、新物体识别实验(NORT)、强迫游泳实验(FST)观察大鼠抑郁样行为,采用酶联免疫吸附试验(ELISA)法测定海马SOD和CAT活性。结果OFT结果显示,与对照组相比,HLS不同时间大鼠的僵滞时间增加(P<0.05,P<0.01)。在NORT中,与对照组相比,HLS不同时间大鼠对新物体的探索潜伏期增加,探索次数和时间减少(P<0.05,P<0.01)。在FST中,与对照组相比,HLS不同时间大鼠在FST中的不动时间增加,攀爬次数减少(P<0.05,P<0.01)。与对照组相比,HLS不同时间组大鼠海马组织中SOD和CAT水平均下降(P<0.05,P<0.01)。结论短时间或长时间的失重都会导致大鼠产生类抑郁样行为。

人工智能司法的运行困境与出路--以“要素式审判”为视角

人工智能技术更新迭代,但人工智能司法在运行中仍面临内生、外来的困境和质疑。人工智能司法开发技术的功能障碍、类案类判技术尚未发挥其应然功能、算法黑箱与法律决策透明性的天然冲突、人工智能不是“人”等窘境是人工智能司法运行中需直面的难题。要素式审判是指根据不同类型案件的特点,抽取出该类案件的共同事实要素,围绕案件的基本要素进行庭审并制作裁判文书的一种略式审理方法。引入要素式审判方法有助于缓解人工智能技术升级的压力、提升类案类判的准确性和针对性、提高裁判文书说理以及心证公开的程度、增加“人情味”,从而提升人工智能在司法审判中运行的效能。

智能汽车拟人驾驶风险量化方法研究

驾驶风险量化评估对智能汽车拟人驾驶决策至关重要,针对复杂多任务场景下的驾驶风险量化问题,提出了一种基于人类风险感知机理的智能汽车驾驶风险量化方法。首先,利用传感器获取驾驶场景周围环境信息与行驶状态信息,并根据人类驾驶经验对潜在冲突因素赋值代价,生成驾驶场景代价地图;其次,根据车辆运动状态与拟人驾驶的基本原则,利用高斯函数建立动态风险模型;最后,结合驾驶场景代价图与动态风险模型实时计算拟人驾驶风险量化值。仿真结果表明,提出的方法能够基于人类驾驶经验,计算出动态变化的驾驶风险量化值,应用于智能汽车自动驾驶决策,可产生拟人驾驶行为。

基于EEMD的远场类谐和地震动人工合成方法

远场类谐和地震动是一种特殊的长周期地震动,振动阶段后期产生多个循环的长周期类谐和加速度脉冲,易对长周期结构带来不利影响。然而,由于远场类谐和地震动实测记录有限,能直接用于结构抗震分析的地震动记录更少。为弥补这一缺陷,该文提出一种基于EEMD的远场类谐和地震动人工合成方法并对该方法的合理性和可行性进行验证。该方法通过对远场类谐和地震动记录进行EEMD分解,得到地震动低频成分的类谐和主脉冲成分与衰减部分,并对二者的拟合重构形成类谐和主脉冲分量进行特征参数识别和简化,提出由类谐和脉冲函数和衰减函数相结合的主脉冲速度模型,最后叠加分解时剔除的高频IMF分量形成人工类谐和地震动。基于此,重新选取3条任意远场类谐和地震动记录的地震动特征参数合成人工地震动,与原始地震动反应谱进行对比分析。结果表明:采用EEMD方法可有效提取原始地震动的低频成分,基于所提类谐和主脉冲速度模型得到的主脉冲时程与原始地震动速度主脉冲时程吻合较好;利用所提的地震动合成方法合成的人工地震动可较好保留原始类谐和地震动的非平稳特性,且与原始地震动较为吻合。

分子动力学模拟解析脉冲电场对类PSE鸡肉肌球蛋白凝胶特性作用规律

【目的】以类PSE鸡肉肌原纤维蛋白为研究对象,通过分子动力学模拟技术研究脉冲电场处理对其凝胶特性和构象修饰的影响,并对凝胶特性改变的潜在机制进行阐述,以此拓宽这种新兴食品加工技术的工业应用,为禽类加工方向提高异常肉制品的经济效益提供一种新的方法。【方法】本试验选取类PSE鸡肉为原料并提取其肌原纤维蛋白,对比8、18和28 kV·cm^(-1)电场强度下脉冲电场(脉冲电场频率为800 Hz,占空比47%)处理及非脉冲电场处理的类PSE鸡肉肌原纤维蛋白不稳定动力学指数、流变学特性及通过分子动力学技术建立电场强度18 kV·cm^(-1)的脉冲电场模拟体系,通过收集模拟过程中的均方根偏差(RMSD)、均方根波动(RMSF)和对蛋白质总体构象的观察的变化来阐明在该条件下脉冲电场处理对类PSE鸡肉肌原纤维蛋白分子构象动态变化的作用机制。研究脉冲电场作用对类PSE鸡肉肌原纤维蛋白构象稳定性、保水性、流变特性的影响。【结果】不同电场强度的脉冲电场处理后的类PSE鸡肉肌原纤维蛋白体系不稳定动力学曲线斜率更小,蛋白体系相较于未经处理的样品更加稳定。蛋白凝胶的保水性结果为18 kV·cm^(-1)(81.42%)>28 kV·cm^(-1)(79.46%)>8 kV·cm^(-1)(77.82%)>0 kV·cm^(-1)(76.15%),流变学特性研究表明储能模量(G′)和损耗模量(G″)的变化与保水性变化具有相同的趋势,且18 kV·cm^(-1)的脉冲电场处理显著提高了蛋白凝胶的G′和G″(P<0.05)。18 kV·cm^(-1)电场强度下进行30 ns的分子动力学模拟结果显示,多聚体蛋白模型在处理后显示出更高的RMSD值及更为显著的RMSF波动,体现为蛋白质分子二级结构发生解螺旋和解折叠,α-螺旋转变为无规则卷曲,蛋白质分子多肽链展开,氨基酸残基暴露,同时蛋白质分子表现出更高的柔韧性。蛋白质-蛋白质和蛋白质-水之间的相互作用,如静电相互作用、氢键、二硫键、疏水相互作用等发生改变。但电场强度继续增加至28 kV·cm^(-1)时,肌球蛋白因蛋白质间的相互作用增强而聚集使脉冲电场对蛋白质特性改善的作用降低。【结论】18 kV·cm^(-1)的脉冲电场处理改变了类PSE鸡肉肌原纤维蛋白原有的空间结构,疏水基团的外露和氢键的形成增强蛋白质与水分子的结合及蛋白质分子间的相互作用从而提高类PSE鸡肉肌球蛋白凝胶的稳定性和流变特性,表现出更优的凝胶保水性和弹性网络结构。

汶川地震动弹性和弹塑性反应谱分析

利用汶川地震获得的数字强震记录研究了汶川近场无速度脉冲、近场含速度脉冲和远场(盆地效应)地震动的弹性和弹塑性反应谱,后者包括等延性强度折减系数谱Rμ、等延性位移比谱Cu和等强度折减系数位移比谱CR。与相同场地条件PEER近场无速度脉冲、集集近场含速度脉冲地震动的谱进行了比较。汶川近场含速度脉冲地震动的弹性反应谱在0.2～0.8s周期内明显偏小,而它的弹塑性反应谱在短周期段(0.1～0.4 s)与汶川近场无速度脉冲地震动谱差别不大,但等延性强度折减系数谱Rμ要大于集集地震含速度脉冲地震动的谱,而等延性位移比谱Cu和等强度折减系数位移比谱CR则小于集集地震动情况,此后随周期增长(至0.6～1.0 s后)它们都逐渐过渡至与集集地震动的谱相当。汶川远场(盆地效应)地震动的弹性反应谱具有较宽并随周期缓慢增长的平台值和较长的特征周期,可达1.7s及以上。提出了远场(盆地效应)与近场地震动的弹性反应比谱和弹塑性位移比谱的概念。

本征正交分解技术及其在预测屋盖风压场中的应用

本征正交分解(POD)是以能量表述的随机场的最优分解,采用瑞利商概念及其极值性质推导了POD原理。根据风洞试验同步采集的风压数据利用POD技术预测了圆拱顶屋盖未布置测压点位置的风压时间序列。对预测风压包括均值、均方根值、极值在内的统计特性,时程曲线以及功率谱与实测风压作了比较。通过采用完全二次型组合法计算屋盖风致响应对所提预测方法的有效性进行了检查。

强磁场碳黑催化法制备纳米新金刚石粉

在直流恒稳强磁场 ( 10T)作用下 ,以纳米铁为催化剂 ,碳黑为碳源 ,在常压和 110 0℃下保温 10 0min成功地制备出了类金刚石和新金刚石 ,并用XRD ,TEM和Raman对制备的样品粉末进行表征 .结果表明 ,样品粉末是由纳米类金刚石粉和石墨包覆新金刚石纳米颗粒组成 ,纳米类金刚石粉的大小为 2 0nm ,石墨包覆新金刚石的大小为 10

外加偏置电场下类金刚石薄膜激光损伤形貌

使用非平衡测控溅射技术沉积了类金刚石薄膜,对比了外加偏置电场前后薄膜的抗激光损伤表面形貌变化,发现薄膜施加偏置电场后,薄膜的激光损伤区域内有大量丝状薄膜,损伤形貌存在明显不同,损伤面积减小,薄膜的激光损伤情况得到改善。这表明外加偏置电场对薄膜的损伤有影响,激光在薄膜中激励产生的光生电子在电场作用下产生快速漂移,间接降低了激光辐照区域内的局部能量密度,减缓了薄膜的石墨化,提高了薄膜的抗激光损伤能力。

表面形貌特殊的碳纳米管薄膜及其场发射增强(英文)

采用磁控共溅射法在Si片表面镀NiTi膜作为碳纳米管生长的催化剂,制备出表面形貌特殊的碳纳米管薄膜,如"丘状"和"星状"的表面微结构。通过扫描电子显微镜对碳纳米管薄膜的形貌进行表征,采用二极管形式测试了碳纳米管薄膜的场发射性能。实验结果表明,这两种碳纳米管薄膜都具有优异的场发射性能,10μA/cm^2时的开启电场分别仅为1.02 V/μm和1.15 V/μm,在外加电场为2.4 V/μm时的电流密度分别达到4.32 mA/cm^2和6.88 mA/cm^2。通过场发射FN的曲线计算得到的场发射增强因子分别为10113和6840。这两种碳纳米管薄膜优异的场发射性能与其表面的微结构有关。表面的粗糙结构增强了部分碳纳米管的局域电场,易于发射电子。